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1、·10·2002年第4期地源热泵技术在我国的应用前景☆陈焕新 杨培志徐云生(中南大学)(美国密苏里-哥伦比亚大学)[摘要]地源热泵技术是一项空调、供暖和热水供应技术。本文介绍了地源热泵技术在国外的推广应用情况,根据我国的实际情况就初期投资、能源、环境保护和国家政策的影响等方面分析了这项技术在我国的发展优势以及在推广过程可能遇到的问题,指出该项技术在我国具有广阔的应用前景。[关键词]地源热泵 空调 节能 环保管道中的水来自湖泊、河流或者竖井之中的水源,在1 前言以与闭式循环相同的方式与建筑物交换热量之后,热泵,就象水泵能把低位水提升到高位一样可水流回到原来的地方或者排放到其它的合适地
2、点;以把热从低温端传送到高温端。它是一种可以实现对于混合循环系统,地下换热器一般按热负荷来计蒸发器与冷凝器之间功能转换的机械,实质上是另算,夏天所需的额外的冷负荷由常规的冷却塔来提一种形式的制冷机。地源热泵(GSHP)是以大地为供。热源对建筑物进行空调、供暖和热水供应的技术。地源热泵技术目前在国外得到广泛的应用。现众所周知,地层之下一年四季均保持一个相对稳定在美国的家庭、银行、医院、机场、连锁旅客、超市、办的温度。在夏季,地下的温度要比地面空气温度低,公楼和学校等均有一定比例的建筑使用地源热泵,在冬季却比地面空气温度高。地源热泵正是利用大根据美国地源热泵联合会的统计,目前美国每年安
3、地的这个特点,通过埋藏在地下的换热器,与土壤或装约4万套地源热泵系统,这个速度意味着每年可11岩石交换热量。地源热泵全年运行工况稳定,不需以节约8179×10瓦的能量,同时每年减少150万吨要其它辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热、夏温室气体的排放。美国近年来在地源热泵方面进行季供冷。在冬天,管道内的流体将地下的热量抽出,了大量推广工作,美国政府也充分肯定了地源热泵然后通过系统导入建筑物内,同时蓄存冷量,以备夏的潜力,鼓励使用这种寿命周期费用低,温室气体用;在夏天,热量从建建筑物内抽出,通过系统排入排放量少的空调技术。美国国家环保局认为地源热地下,同时蓄存热量,以备冬用。风扇系统将
4、冷暖空泵的效率在加热和冷却设备中居于前列。美国能源气分别送到建筑物内部的各个区间,类似于一般的部和环保局已经开始联合成立了地源热泵中心,筹空调系统。地源热泵一年四季均能可靠的提供高品集了1亿多美元资助科研项目和市场开发,目前,美[1]质的冷暖空气,为我们营造一个非常舒适的室内环国生产的地源热泵的公司数量达数十家。境。尽管目前在中国也有多家研究机构对地源热泵地源热泵系统按其循环形式可分为:闭式循环技术的一些技术性能进行了研究,也有部分由国外系统、开式循环系统和混合循环系统。对于闭式循公司完成的实际工程,在国内人们对这项技术还是系统,大部分地下换热器是封闭循环,所用管道为高比较陌生。这
5、项技术是否适合中国的实际情况,发密度聚乙烯管。管道可以通过垂直井埋入地下150展前景究竟如何?这是一个非常值得讨论的问题。-200英尺深,或水平埋入地下4-6英尺处,也可因此我们在对地源热泵进行技术方面研究和积累有以置于池塘的底部。在冬天,管中的流体从地下抽关数据的同时,有必要对该项技术在中国应用的技取热量,带入建筑物中,而在夏天则是将建筑物内的术经济可行性进行系统的研究和分析。热能通过管道送入地下储存;对于开式循环系统,其☆作者简介:陈焕新,男,1964年生,教授,中南大学铁道校区能源与环境工程系主任,410075收稿日期:2001-12-18©1995-2006Tsinghua
6、TongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.建筑热能通风空调·11·的金额管改为塑料管。这个时期欧洲建立了不少水2 地源热泵技术的发展及其优点平埋管换热器的地源热泵,但主要用于冬季供暖。地源热泵实际上是一项非常古老的技术,四十80年代初开始,美国、加拿大开展了冷暖联供地源年代便有应用,只是近五年来相关技术的发展,使其热泵方面的研究工作,不少文献报道了地源热泵不迅速商业化。地源热泵的名称最早出现在1912年同形式地下埋管换热器的传热过程及模型,并有部瑞士的一份专利文献中,20世纪50年代欧洲出现分工程的运行总结和性能比较。了利用地源热泵的
7、第一次高潮。在此期间,Ingersoll美国能源部(DOE)和美国环境保护署(EPA)均和Plass根据Kelvin线源概念提出了地下埋管换热已确认,地源热泵系统是目前效率最高、对环境最有器的线热源理论,但当时由于能源价格低,系统造价利的热水、取暖和制冷系统。一方面它利用地下土[2]高,没有得到广泛应用。70年代,石油危机把人壤或岩石的相对稳定的温度使取暖和空调系统在全们的注意力集中到节能、高效益使用能源,使地源热年都能维持高效运行,为地源热泵用户节省电费20泵的发展
